Sử dụng thông tin sau cho hai câu hỏi bên dưới: Trong một cuộc thi sáng tạo khoa học, một đội
Sử dụng thông tin sau cho hai câu hỏi bên dưới:
Trong một cuộc thi sáng tạo khoa học, một đội thi đã đề xuất giải pháp cảnh báo nhiệt độ cho một kho lạnh mà không dùng đến cảm biến điện tử. Họ sử dụng bộ dụng cụ như hình bên và thực hiện như sau:
Đặt cố định một xi lanh kín, thành mỏng, có diện tích tiết diện $S = 50cm^{2}$ trên mặt sàn; Cho một khối khí lí tưởng vào trong xi lanh và ngăn cách với bên ngoài bằng một pit-tông (khối lượng $m_{1} = 1\text{~kg}$) có thể di chuyển không ma sát trong xi lanh; Đặt thanh cứng AB đồng chất tiết diện đều có trục quay cố định tại O sao cho OA = OB, đầu A nối với pit-tông bằng sợi dây, đầu B treo vật có khối lượng $m_{2} = 4,75\text{~kg}$ đặt trên mặt cân điện tử. Biết tại nhiệt độ phòng $27^{0}C$, pit-tông cách đáy xi lanh 40 cm, áp suất của khối khí lí tưởng trong xi lanh là $98750\text{~Pa}$ và thanh AB cân bằng nằm ngang. Cho các dây treo nhẹ, không co dãn và luôn có phương thẳng đứng, nhiệt độ của khí trong xi lanh luôn bằng nhiệt độ của kho, áp suất khí quyển là $p_{0} = 10^{5}\text{~Pa}$. Bỏ qua sự giãn nở vì nhiệt của thiết bị. Lấy $g = 10m/s^{2}$.
Trả lời cho các câu 1, 2 dưới đây:
Số mol khí lí tưởng trong xi lanh là $x.10^{- 2}mol$. Giá trị của $x$ là bao nhiêu (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)?
Đáp án đúng là:
Sử dụng phương trình Clapeyron: $pV = nRT$.
Đáp án cần điền là: 7,92
Hệ thống được thiết lập để chuông báo reo vào thời điểm vật $m_{2}$ bắt đầu nhấc khỏi mặt cân (số chỉ trên cân bằng 0). Để sử dụng kho lạnh, người ta hạ dần nhiệt độ của kho lạnh từ nhiệt độ phòng, khi nhiệt độ của kho giảm đến $x^{0}C$ thì chuông bắt đầu reo. Giá trị của $x$ là bao nhiêu (làm tròn kết quả đến chữ số hàng phần trăm)?
Đáp án đúng là:
+ Phân tích các lực tác dụng lên vật $m_{2}$ và piston.
+ Xác định điều kiện cân bằng piston.
+ Áp dụng biểu thức quá trình đẳng tích: $\dfrac{p}{T} = const$.
Ta có: $\left. \left\{ \begin{array}{l} {M = F.d} \\ {OA = OB} \end{array} \right.\Rightarrow T_{A} = T_{B}\,(1) \right.$
Khi chuông reo, vật $m_{2}$ nhấc khỏi cân $\rightarrow$ Lực căng dây tại $B$ là $T_{B} = m_{2}g$ (2)
Xét piston cân bằng, ta có: $p_{k}.S + T_{A} = p_{0}S + m_{1}g$ (3)
Từ (1) và (2) suy ra $T_{A} = T_{B} = m_{2}g$ thay vào (3), ta được:
$p_{k}.S + m_{2}g = p_{0}S + m_{1}g$
$\left. \Rightarrow p_{k}.50.10^{- 4} + 4,75.10 = 10^{5}.50.10^{- 4} + 1.10 \right.$
$\left. \Rightarrow p_{k} = 92500\left( {Pa} \right) \right.$
Vì sợi dây không dãn và thanh cân bằng nằm ngang, chiều cao cột khí không đổi ($V_{2} = V_{1}$) $\rightarrow$ Đây là quá trình đẳng tích.
Áp dụng định luật Charles (định luật Sác-lơ): $\dfrac{p_{1}}{T_{1}} = \dfrac{p_{2}}{T_{2}}$.
$\left. \Rightarrow\dfrac{98750}{27 + 273} = \dfrac{92500}{t_{2} + 273}\Rightarrow t_{2} \approx 8,01^{0}C \right.$
Đáp án cần điền là: 8,01
Quảng cáo
Group 2K8 ôn Thi ĐGNL & ĐGTD Miễn Phí
>> 2K8 Chú ý! Lộ Trình Sun 2026 - 3IN1 - 1 lộ trình ôn 3 kì thi (Luyện thi 26+ TN THPT, 90+ ĐGNL HN, 900+ ĐGNL HCM, 70+ ĐGTD - Click xem ngay) tại Tuyensinh247.com.Đầy đủ theo 3 đầu sách, Thầy Cô giáo giỏi, luyện thi theo 3 giai đoạn: Nền tảng lớp 12, Luyện thi chuyên sâu, Luyện đề đủ dạng đáp ứng mọi kì thi.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Hỗ trợ - Hướng dẫn
-
024.7300.7989
-
1800.6947
(Thời gian hỗ trợ từ 7h đến 22h)
Email: lienhe@tuyensinh247.com
